(57)【要約】【課題】短時間で照射位置の調整が可能な荷電粒子ビーム描画システムを提供する。【解決手段】荷電粒子ビームを、複数の図形アパーチャのいずれかを透過するように偏向させる第１、第２偏向器２５ａ、２５ｂ、並びにビーム軸に振り戻すように偏向させる第３、第４偏向器２５ｃ、２５ｄを有する荷電粒子ビーム照射装置９０と、第１〜第４信号比から算出した第１〜第４偏向信号を第１〜第４偏向器に印加する図形選択偏向回路４６と、参照図形アパーチャを透過して照射位置を照射するように第１〜第４参照偏向信号を算出し、調整図形アパーチャを透過させる第１調整偏向信号、参照図形アパーチャを透過させる第２調整偏向信号、調整図形アパーチャを透過して照射位置に偏向させる第３調整偏向信号、並びに、調整図形アパーチャを透過して照射位置に偏向させる第４調整偏向信号から第１〜第４信号比を調整する処理ユニット５４とを備える。【選択図】図６
2007258616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形された荷電粒子ビームを、前記荷電粒子ビームのビーム軸に直交する平面上の複数の図形アパーチャのいずれかを透過するように偏向させる第１及び第２偏向器、及び透過した前記荷電粒子ビームを前記ビーム軸方向に振り戻すように偏向させる第３及び第４偏向器を有する荷電粒子ビーム照射装置と、
前記荷電粒子ビームを偏向させるように、第１偏向信号に対する第１〜第４偏向信号の比率で規定される第１〜第４信号比から算出した前記第１〜第４偏向信号のそれぞれを前記第１〜第４偏向器にそれぞれ印加する図形選択偏向回路と、
前記複数の図形アパーチャの中の参照図形アパーチャを前記荷電粒子ビームが透過し、且つ目的とする照射位置を照射するように前記第１〜第４信号比から前記第１〜第４偏向器にそれぞれ印加する第１〜第４参照偏向信号を算出し、前記第２参照偏向信号を印加しながら前記参照図形アパーチャとは異なる調整図形アパーチャを前記荷電粒子ビームが透過するように前記第１偏向器に印加する第１調整偏向信号、前記第１調整偏向信号を印加しながら前記参照図形アパーチャを前記荷電粒子ビームが透過するように前記第２偏向器に印加する第２調整偏向信号、前記第１調整偏向信号、前記第２及び第４参照偏向信号を印加しながら前記荷電粒子ビームが前記照射位置に偏向するように前記第３偏向器に印加する第３調整偏向信号、並びに、前記第１調整偏向信号、前記第２及び第３参照偏向信号を印加しながら前記照射位置に前記荷電粒子ビームが偏向するように前記第４偏向器に印加する第４調整偏向信号を用いて前記第１調整偏向信号に対する前記第１〜第４調整偏向信号の比率を算出して前記第１〜第４信号比を調整する処理ユニット
とを備えることを特徴とする荷電粒子ビーム描画システム。
【請求項２】
前記荷電粒子ビームが、電子ビームであることを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画システム。
【請求項３】
第１及び第２偏向器に第１及び第２偏向信号をそれぞれ印加して、成形された荷電粒子ビームを偏向して前記荷電粒子ビームのビーム軸に直交する平面上の複数の図形アパーチャのいずれかを透過させ、第３及び第４偏向器に第３及び第４偏向信号をそれぞれ印加して、透過した前記荷電粒子ビームを偏向して前記ビーム軸方向に振り戻す荷電粒子ビーム照射装置の調整方法において、
前記複数の図形アパーチャの中の参照図形アパーチャを前記荷電粒子ビームが透過し、且つ目的とする照射位置を照射するように、前記第１偏向信号に対する前記第１〜第４偏向信号の比率で規定される第１〜第４信号比から、前記第１〜第４偏向器にそれぞれ印加する前記第１〜第４参照偏向信号を求め、
前記第２参照偏向信号を印加しながら前記参照図形アパーチャとは異なる調整図形アパーチャを前記荷電粒子ビームが透過するように前記第１偏向器に印加する第１調整偏向信号を検出し、
前記第１調整偏向信号を印加しながら前記参照図形アパーチャを前記荷電粒子ビームが透過するように前記第２偏向器に印加する第２調整偏向信号を検出し、
前記第１調整偏向信号、第２及び第４参照偏向信号をそれぞれ印加しながら前記調整図形アパーチャを透過した前記荷電粒子ビームを前記照射位置に偏向させるように前記第３偏向器に印加する第３調整偏向信号を検出し、
前記第１調整偏向信号、第２及び第３参照偏向信号をそれぞれ印加しながら前記調整図形アパーチャを透過した前記荷電粒子ビームを前記照射位置に偏向させるように前記第４偏向器に印加する第４調整偏向信号を検出し、
前記第１調整偏向信号に対する前記第１〜第４調整偏向信号の比率を算出して前記第１〜第４信号比を調整する
ことを含むことを特徴とする荷電粒子ビーム照射装置の調整方法。
【請求項４】
前記荷電粒子ビームが、電子ビームであることを特徴とする請求項３に記載の荷電粒子ビーム照射装置の調整方法。
【請求項５】
前記第１〜第４偏向信号が、前記複数の図形アパーチャの中から選択された図形アパーチャの前記平面内での位置に対応する位置信号及び前記第１〜第４信号比から算出されることを特徴とする請求項３又は４に記載の荷電粒子ビーム照射装置の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子ビーム描画システムに関し、特に、キャラクタプロジェクションにおける荷電粒子ビームの照射位置を調整する荷電粒子ビーム照射装置の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路の微細化および高密度化に伴い、電子ビームや集束イオンビーム等を用いる荷電粒子ビーム照射装置にも半導体装置量産装置として安定した稼動、高いスループット、更なる微細加工性等が要求される。このような要求を満たす荷電粒子ビーム照射装置の描画方法の一つとして、キャラクタプロジェクション（ＣＰ）法がある。
【０００３】
ＣＰ法では、分割した複数の描画パターンに対応する図形アパーチャのそれぞれを露光して回路パターンを描画する。例えば、電子ビーム描画システムにおいて、電子ビーム照射装置の選択偏向部を用いて、アパーチャマスク上の図形アパーチャを選択して、図形アパーチャを透過した電子ビームをビーム軸上に振り戻している。四段の偏向器を有する選択偏向部で図形アパーチャを選択する場合、第１及び第２偏向器で図形アパーチャを選択し、第３及び第４偏向器で電子ビームをビーム軸上に振り戻す。第１〜第４偏向器のそれぞれの偏向信号は、電子ビーム照射装置の製造の設計仕様に基いて、第１偏向器の偏向信号に対する第２〜第４偏向器それぞれの偏向信号の比を用いて設定される。どの図形アパーチャを選択しても、透過してきた電子ビームは一定の位置に振り戻される。したがって、設計上では、結像レンズ系へも一定位置で入射し、基板表面上に電子ビームが照射される照射位置はずれない。
【０００４】
しかし、実際の第１〜第４偏向器には、製造上の誤差や取り付け時に発生する誤差が含まれる。その結果、異なる図形アパーチャを選択したとき、透過した電子ビームの位置がずれてしまう。また、結像レンズ系へ入射する電子ビームの位置が異なるために、基板表面上の照射位置が異なってしまう。したがって、基板表面において各描画パターンの描画接続精度が劣化する。
【０００５】
電子ビームの照射位置の補正方法として、各図形アパーチャに対して基板表面上の照射位置ずれをあらかじめ測定し、照射位置ずれを対物偏向器にフィードバックすることが提案されている（例えば、特許文献1参照。）。しかし、提案された補正方法では、複数の図形アパーチャの全てについて、各図形アパーチャを選択したときの基板表面上での照射位置ずれを求める工程が含まれる。また、各図形アパーチャを選択した後、再度ビーム軸調整を行う工程が含まれる。更に、ビーム軸調整パラメータを図形アパーチャの数だけ用意しなければならない。それゆえ、図形アパーチャの数が多い場合、各図形アパーチャに対する照射位置の測定やビーム軸調整に膨大な時間が掛かり、ビーム軸調整パラメータを含めたデータ量も膨大な量となってしまう。
【特許文献１】特許第３３９４２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、短時間で照射位置を調整することができ、描画接続精度を向上させることが可能な荷電粒子ビーム描画システム及び荷電粒子ビーム照射装置の調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、（イ）成形された荷電粒子ビームを、荷電粒子ビームのビーム軸に直交する平面上の複数の図形アパーチャのいずれかを透過するように偏向させる第１及び第２偏向器、及び透過した荷電粒子ビームをビーム軸方向に振り戻すように偏向させる第３及び第４偏向器を有する荷電粒子ビーム照射装置と、（ロ）荷電粒子ビームを偏向させるように、第１偏向信号に対する第１〜第４偏向信号の比率で規定される第１〜第４信号比から算出した第１〜第４偏向信号のそれぞれを第１〜第４偏向器にそれぞれ印加する図形選択偏向回路と、（ハ）複数の図形アパーチャの中の参照図形アパーチャを荷電粒子ビームが透過し、且つ目的とする照射位置を照射するように第１〜第４信号比から第１〜第４偏向器にそれぞれ印加する第１〜第４参照偏向信号を算出し、第２参照偏向信号を印加しながら参照図形アパーチャとは異なる調整図形アパーチャを荷電粒子ビームが透過するように第１偏向器に印加する第１調整偏向信号、第１調整偏向信号を印加しながら参照図形アパーチャを荷電粒子ビームが透過するように第２偏向器に印加する第２調整偏向信号、第１調整偏向信号、第２及び第４参照偏向信号を印加しながら荷電粒子ビームが照射位置に偏向するように第３偏向器に印加する第３調整偏向信号、並びに、第１調整偏向信号、第２及び第３参照偏向信号を印加しながら照射位置に荷電粒子ビームが偏向するように第４偏向器に印加する第４調整偏向信号を用いて第１調整偏向信号に対する第１〜第４調整偏向信号の比率を算出して第１〜第４信号比を調整する処理ユニットとを備える荷電粒子ビーム描画システムが提供される。
【０００８】
本発明の第２の態様によれば、（イ）第１及び第２偏向器に第１及び第２偏向信号をそれぞれ印加して、成形された荷電粒子ビームを偏向して荷電粒子ビームのビーム軸に直交する平面上の複数の図形アパーチャのいずれかを透過させ、第３及び第４偏向器に第３及び第４偏向信号をそれぞれ印加して、透過した荷電粒子ビームを偏向してビーム軸方向に振り戻す荷電粒子ビーム照射装置の調整方法において、（ロ）複数の図形アパーチャの中の参照図形アパーチャを荷電粒子ビームが透過し、且つ目的とする照射位置を照射するように、第１偏向信号に対する第１〜第４偏向信号の比率で規定される第１〜第４信号比から、第１〜第４偏向器にそれぞれ印加する第１〜第４参照偏向信号を求め、（ハ）第２参照偏向信号を印加しながら参照図形アパーチャとは異なる調整図形アパーチャを荷電粒子ビームが透過するように第１偏向器に印加する第１調整偏向信号を検出し、（ニ）第１調整偏向信号を印加しながら参照図形アパーチャを荷電粒子ビームが透過するように第２偏向器に印加する第２調整偏向信号を検出し、（ホ）第１調整偏向信号、第２及び第４参照偏向信号をそれぞれ印加しながら調整図形アパーチャを透過した荷電粒子ビームを照射位置に偏向させるように第３偏向器に印加する第３調整偏向信号を検出し、（ヘ）第１調整偏向信号、第２及び第３参照偏向信号をそれぞれ印加しながら調整図形アパーチャを透過した荷電粒子ビームを照射位置に偏向させるように第４偏向器に印加する第４調整偏向信号を検出し、（ト）第１調整偏向信号に対する第１〜第４調整偏向信号の比率を算出して第１〜第４信号比を調整することを含む荷電粒子ビーム照射装置の調整方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、短時間で照射位置を調整することができ、描画接続精度を向上させることが可能な荷電粒子ビーム描画システム及び荷電粒子ビーム照射装置の調整方法を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下図面を参照して、本発明の形態について説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号が付してある。但し、図面は模式的なものであり、装置やシステムの構成等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な構成は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また図面相互間においても互いの構成等が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１１】
本発明の実施の形態に係る荷電粒子ビーム描画システムとしての電子ビーム描画システムは、図１に示すように、第１及び第２マスク１６、２６を透過した電子ビームＥＢを基板６０の表面に照射する電子ビーム照射装置９０、及び電子ビーム照射装置（荷電粒子ビーム照射装置）９０に接続された制御装置９２等を備える。制御装置９２は、レンズ制御回路４２、ブランキング偏向回路４４、図形選択偏向回路４６、ビーム偏向回路４８、信号処理回路５０、ステージ制御回路５２、処理ユニット５４、外部メモリ５６等を備える。
【００１２】
電子ビーム照射装置９０は、電子ビームＥＢを射出する電子銃１０を有する。電子銃１０の加速電圧は、例えば５ｋｅＶである。電子銃１０の下方には、電流制限アパーチャマスク１２及びコンデンサレンズ１４が配置されている。電流制限アパーチャマスク１２及びコンデンサレンズ１４を透過することで、電子ビームＥＢの電流密度及びケーラー照明条件が調整される。
【００１３】
コンデンサレンズ１４の下方には第１マスク１６が配置されている。第１マスク１６は、電子ビームＥＢの形状を、例えば矩形に成形する。第１マスク１６の下方には投影レンズ２２が配置されている。
【００１４】
投影レンズ２２の下方には第２マスク２６が配置されている。電子ビームＥＢで照射して形成される第１マスク１６の像は、投影レンズ２２により第２マスク２６上に結像される。第２マスク２６は、電子ビームＥＢの形状を回路パターンを描画する描画パターンの形状に成形する。
【００１５】
第２マスク２６の下方には、縮小レンズ２８及び対物レンズ３２を含む結像レンズ系３４が配置されている。結像レンズ系３４を透過することにより、電子ビームＥＢの形状が、例えば１／５に縮小される。
【００１６】
対物レンズ３２の下方には、基板６０を保持するためのステージ３８が配置される。基板６０の表面には、荷電粒子ビームに感度を有する樹脂等のレジスト膜が塗布されている。ステージ３８は、電子ビームＥＢの入射方向に対して直交する平面で移動可能である。ステージ３８には、電子ビーム測定用のマーク台３６及びファラデーカップ４０が配置されている。
【００１７】
結像レンズ系３４とステージ３８の間に、検出器３５が配置される。検出器３５は、縮小投影された電子ビームＥＢに対してマーク台３６を走査してマーク台３６からの反射電子信号を検出する。
【００１８】
第１マスク１６と投影レンズ２２の間には、ブランキング偏向部１８及びブランキングアパーチャマスク２０が配置されている。基板６０上のレジスト膜への電子ビームＥＢの照射を止める場合、ブランキング偏向部１８は、第１マスク１６を透過した電子ビームＥＢをブランキングアパーチャマスク２０上に偏向し、電子ビームＥＢが基板６０上のレジスト膜に到達することを防止する。ブランキング偏向部１８及びブランキングアパーチャマスク２０で基板６０上のレジスト膜への電子ビームＥＢの照射を止めることにより、基板６０上のレジスト膜に結像される電子ビームＥＢの照射時間を調整し、照射位置における電子ビームＥＢの照射量が調整される。
【００１９】
投影レンズ２２と縮小レンズ２８の間には第２マスク２６を挟んで選択偏向部２４が配置されている。選択偏向部２４は、投影レンズ２２を透過した電子ビームＥＢを偏向して第２マスク２６上における電子ビームＥＢの照射位置を制御し、第２マスク２６を透過した電子ビームＥＢの進行方向が縮小レンズ２８のビーム軸と平行となるよう偏向する。このようにして、基板６０上のレジスト膜に転写される描画形状が選択される。
【００２０】
対物レンズ３２近傍には対物偏向部３０が配置されている。対物偏向部３０は第１マスク１６及び第２マスク２６で成形された電子ビームＥＢを偏向し、基板６０上のレジスト膜表面における電子ビームＥＢの照射位置を制御する。
【００２１】
制御装置９２のレンズ制御回路４２は、コンデンサレンズ１４、投影レンズ２２、縮小レンズ２８、及び対物レンズ３２に接続され、照明、投影、縮小、結像等の条件を制御する。ブランキング偏向回路４４は、ブランキング偏向部１８に偏向信号を印加し、基板６０上のレジスト膜への電子ビームＥＢの照射量を制御する。図形選択偏向回路４６は、選択偏向部２４に偏向信号を印加し、基板６０上のレジスト膜に照射される電子ビームＥＢの描画形状を選択する。ビーム偏向回路４８は、対物偏向部３０に偏向信号を印加し、基板６０上のレジスト膜に照射される電子ビームＥＢの照射位置を制御する。
【００２２】
選択偏向部２４及び対物偏向部３０で用いられる偏向器は、精度良く、高速に電子ビームＥＢを偏向する必要があるため、静電型偏向器が用いられる。また、選択偏向部２４及び対物偏向部３０は、高スループットで高精度に電子ビームＥＢを偏向するために、複数の偏向器から構成される。更に、各偏向器には、偏向収差を最小にするための複数の偏向電極が設けられている。
【００２３】
また、ステージ制御回路５２は、ステージ３８を移動することで基板６０、マーク台３６、又はファラデーカップ４０を選択する。信号処理回路５０は、ステージ制御回路５２の走査信号に基いて検出器３５で検出されるマーク台３６からの反射電子信号を処理して、電子ビームＥＢの照射位置及び描画形状を算出する。
【００２４】
処理ユニット５４は、電子ビーム照射装置９０の設計仕様に基いて、レンズ制御回路４２、ブランキング偏向回路４４、図形選択偏向回路４６、ビーム偏向回路４８、ステージ制御回路５２等を制御して、電子ビームＥＢを基板６０、マーク台３６、あるいはファラデーカップ４０上に照射する。
【００２５】
処理ユニット５４には、外部メモリ５６等が接続される。外部メモリ５６は、半導体装置の回路パターンや描画パターン等のパターンデータ、第２マスク２６の複数の図形アパーチャの位置データ、電子ビーム照射装置９０の設計仕様、電子ビームの照射位置調整の処理手順等を格納する。
【００２６】
図２に示すように、第２マスク２６には、複数の照射領域１２７ａ、１２７ｂ、・・・、１２７ｎが設けられる。図３〜図５に示すように、複数の照射領域１２７ａ〜１２７ｎのそれぞれには、図形アパーチャ２７ａ、２７ｂ、・・・、２７ｎが設けられる。複数の図形アパーチャ２７ａ〜２７ｎのそれぞれは、半導体装置の回路パターンを転写する時に使用頻度の高い描画パターンの図形に相当する形状を有する。
【００２７】
図６に示すように、選択偏向部２４の第１偏向器２５ａ及び第２偏向器２５ｂは、第２マスク２６に関し第１マスク１６の側に設けられる。第３偏向器２５ｃ及び第４偏向器２５ｄは、第２マスク２６に関し第１マスク１６の反対側に設けられる。
【００２８】
図形選択偏向回路４６は、信号制御回路４５、信号制御回路４５にそれぞれ接続された出力回路４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄ等を備える。信号制御回路４５は、処理ユニット５４に接続される。出力回路４７ａ〜４７ｄのそれぞれは、第１〜第４偏向器２５ａ〜２５ｄに接続される。処理ユニット５４は、制御手段７０、位置検出手段７２、信号検出手段７４、算出手段７６、内部メモリ８０等を備える。
【００２９】
第１マスク１６は、矩形の成形アパーチャ１７を有する。第１マスク１６を電子ビームＥＢで照射することにより、成形アパーチャ１７の像が第２マスク２６上に形成される。第２マスク２６上における成形アパーチャ１７の像は、複数の照射領域１２７ａ〜１２７ｎのそれぞれの形状にほぼ対応する。成形アパーチャ１７の像の位置は、第１及び第２偏向器２５ａ、２５ｂで任意に設定される。
【００３０】
矩形の成形アパーチャ１７の像は、第２マスク２６上の複数の図形アパーチャ２７ａ〜２７ｎの中の第１図形アパーチャ２７ｃ、あるいは第２図形アパーチャ２７ｄの周囲に形成される。例えば、第１図形アパーチャ２７ｃを透過した電子ビームＥＢは、第３及び第４偏向器２５ｃ、２５ｄでビーム軸に振り戻される。その結果、第１図形アパーチャ２７ｃに対応する形状の描画パターンに成形された電子ビームＥＢが基板６０上に縮小されて照射される。
【００３１】
第１偏向器２５ａは、印加された第１偏向信号により、成形アパーチャ１７の像が投影される第２マスク２６上の位置に向かって図１に示した投影レンズ２２を透過した電子ビームＥＢを偏向する。第２偏向器２５ｂは、印加された第２偏向信号により、電子ビームＥＢが第２マスク２６に垂直に入射するよう、電子ビームＥＢを振り戻す。第３偏向器２５ｃは、印加された第３偏向信号により、第２マスク２６を透過した電子ビームＥＢをビーム軸に向かって偏向する。第４偏向器２５ｄは、印加された第４偏向信号により、電子ビームＥＢの進行方向がビーム軸と平行となるよう、電子ビームＥＢを振り戻す。
【００３２】
第１〜第４偏向信号の電圧値は、選択する図形アパーチャの第２マスク２６面内での位置により変化する。しかし、第１偏向信号に対する第１〜第４偏向信号の電圧値の比は、第１〜第４偏向信号の電圧値が変化しても一定である。したがって、第２マスク２６の図形アパーチャ２７ａ〜２７ｎのそれぞれの位置に対応する位置信号データと、第１偏向信号に対する第１〜第４偏向信号のそれぞれの電圧値の比率で規定される第１〜第４信号比とにより、選択偏向部２４を制御することが可能である。
【００３３】
図形選択偏向回路４６の信号制御回路４５には、予め電子ビーム照射装置９０の設計仕様に記載された第１〜第４信号比が設定される。信号制御回路４５は、複数の図形アパーチャ２７ａ〜２７ｎの中から選択された図形アパーチャの位置信号データを処理ユニット５４を介して取得して、選択された図形アパーチャの位置に対応する位置信号を生成する。位置信号と第１〜第４信号比から算出された第１〜第４偏向信号が、出力回路４７ａ〜４７ｄを介して第１〜第４偏向器２５ａ〜２５ｄに印加される。
【００３４】
第１及び第２偏向器２５ａ、２５ｂで偏向されて第２マスク２６の複数の図形アパーチャ２７ａ〜２７ｎのいずれかを透過した電子ビームＥＢは、第３及び第４偏向器２５ｃ、２５ｄによって振り戻されてビーム軸と平行に基板６０に向かって進行する。そのため、第２マスク２６上の第１及び第２偏向器２５ａ、２５ｂで電子ビームＥＢが大きく偏向されても、基板６０上における電子ビームＥＢの照射位置の誤差を許容範囲内に抑えることが可能となる。
【００３５】
しかし、第１〜第４偏向器２５ａ〜２５ｄの製造や取り付けの際に生じる誤差、あるいは第１〜第４偏向器２５ａ〜２５ｄの経時変化のため、異なる図形アパーチャを選択したとき、透過した電子ビームの照射位置がずれてしまうことがある。例えば、図７に示すように、第１図形アパーチャ２７ｃを透過した電子ビームＥＢａの照射位置が、基板６０表面上でビーム軸の位置ｘから（ｘ＋Δａ）にずれている。第２図形アパーチャ２７ｄを透過した電子ビームＥＢｂの照射位置が、基板６０表面上で（ｘ＋Δｂ）にずれている。その結果、基板６０表面において各描画パターンの描画接続精度が劣化する。描画パターンの描画接続精度が許容誤差の範囲を越える場合、電子ビーム照射装置９０の照射位置の調整が実施される。
【００３６】
処理ユニット５４の制御手段７０は、外部メモリ５６から取得した照射位置調整の処理手順に基いて、図形選択偏向回路４６により実施される電子ビームの照射位置の調整処理を制御する。位置検出手段７２は、信号処理回路５０から、図形選択偏向回路４６で偏向調整された電子ビームＥＢの照射位置を検出する。信号検出手段７４は、図形選択偏向回路４６から、選択偏向部２４の第１〜第４偏向器２５ａ〜２５ｄのそれぞれに印加される第１〜第４偏向信号を検出する。算出手段７６は、第１偏向信号に対する第１〜第４偏向信号の比率を算出して第１〜第４信号比を調整する。
【００３７】
処理ユニット５４は、通常のコンピュータシステムの中央処理装置（ＣＰＵ）の一部として構成すればよい。制御手段７０、位置検出手段７２、信号検出手段７４、及び算出手段７６は、それぞれ専用のハードウェアで構成しても良く、通常のコンピュータシステムのＣＰＵを用いて、ソフトウェアで実質的に等価な機能を有していても構わない。内部メモリ８０は、処理ユニット５４における処理において、計算途中や処理途中のデータを一時的に保存する。
【００３８】
電子ビーム照射装置９０の照射位置調整は、制御手段７０により、信号制御回路４５、位置検出手段７２、信号検出手段７４、及び算出手段７６が制御されて以下のように実施される。なお、照射位置調整の説明では、参照図形アパーチャ及び調整図形アパーチャとして、それぞれ第１及び第２図形アパーチャ２７ｃ、２７ｄを用いる。
【００３９】
まず、複数の図形アパーチャ２７ａ〜２７ｎの中から参照図形アパーチャとして選択された第１図形アパーチャ２７ｃの位置データに対応する位置信号と、予め設定された第１〜第４信号比とから第１〜第４参照偏向信号が算出される。第１〜第４参照偏向信号のそれぞれが、第１〜第４偏向器２５ａ〜２５ｄに印加される。参照図形アパーチャを透過して照射された電子ビームの照射位置（ｘ＋Δａ）が検出される。
【００４０】
第２〜第４参照偏向信号のそれぞれを第２〜第４偏向器２５ｂ〜２５ｄに印加しながら、調整図形アパーチャとして選択された第２図形アパーチャ２７ｄを電子ビームが透過するように第１偏向器２５ａに第１調整偏向信号が印加される。印加された第１調整偏向信号が検出される。
【００４１】
第１調整偏向信号、第３及び第４参照偏向信号のそれぞれを第１、第３及び第４偏向器２５ａ、２５ｃ、２５ｄに印加しながら、第１図形アパーチャ２７ｃを電子ビームが透過するように第２偏向器２５ｂに第２調整偏向信号が印加される。印加された第２調整偏向信号が検出される。
【００４２】
第１調整偏向信号、第２及び第４参照偏向信号のそれぞれを第１、第２及び第４偏向器２５ａ、２５ｂ、２５ｄに印加しながら、第２図形アパーチャ２７ｄを透過した電子ビームが照射位置（ｘ＋Δａ）に照射されるように第３偏向器２５ｃに第３調整偏向信号が印加される。印加された第３調整偏向信号が検出される。
【００４３】
更に、第１調整偏向信号、第２及び第３参照偏向信号のそれぞれを第１〜第３偏向器２５ａ〜２５ｃに印加しながら、第２図形アパーチャ２７ｄを透過した電子ビームが照射位置（ｘ＋Δａ）に照射されるように第４偏向器２５ｄに第４調整偏向信号が印加される。印加された第４調整偏向信号が検出される。
【００４４】
その後、第１調整偏向信号に対する第１〜第４調整偏向信号の比率が算出される。算出された比率により信号制御回路４５に設定された第１〜第４信号比が調整される。その結果、図８に示すように、第１及び第２偏向器２５ａ、２５ｄにより第１及び第２図形アパーチャ２７ｃ、２７ｄのそれぞれを透過するように偏向された電子ビームＥＢａ、ＥＢｂを、第３及び第４偏向器２５ｃ、２５ｄによりビーム軸に振り戻して一定の照射位置に照射させることができる。
【００４５】
実施の形態に係る電子ビーム描画システムでは、電子ビーム照射装置９０の照射位置の調整が、複数の図形アパーチャ２７ａ〜２７ｎの中の任意の二つの図形アパーチャを用いて第１〜第４信号比を補正することにより実施される。複数の図形アパーチャ２７ａ〜２７ｎのそれぞれを透過した電子ビームは、補正された第１〜第４信号比により制御されて、選択された図形アパーチャのパターンを一定の照射位置に投影する。その結果、複数の図形アパーチャを用いて基板６０表面に転写されるパターンの描画接続精度を向上させることが可能となる。
【００４６】
また、第１〜第４の信号比の調整により、照射位置に加えてビーム軸も調整される。したがって、複数の図形アパーチャの全てについて、照射位置の測定及びビーム軸の調整を実施する必要はなく、短時間で電子ビームの照射位置を調整することが可能となる。
【００４７】
なお、実施の形態では、第１〜第４偏向器２５ａ〜２５ｄを含む選択偏向部２４が用いられている。しかしながら、選択偏向部を、第１及び第２偏向器２５ａ、２５ｂだけで構成してもよい。この場合、対物偏向部３０の偏向器を第３及び第４偏向器２５ｃ、２５ｄの代わりに用いればよい。
【００４８】
次に、実施の形態に係る調整方法及び半導体装置の製造方法を、図９に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図形選択偏向回路４６の信号制御回路４５には、予め電子ビーム照射装置９０の設計仕様に記載された第１〜第４信号比が設定されている。処理ユニット５４の制御手段７０は、外部メモリ５６に格納された照射位置調整の処理手順を取得し、一連の調整処理を制御する。
【００４９】
（イ）ステップＳ１００で、信号制御回路４５は、複数の図形アパーチャ２７ａ〜２７ｎの中から選択された参照図形アパーチャの位置データに対応する参照位置信号と、予め設定された第１〜第４信号比とから第１〜第４参照偏向信号を算出する。第１〜第４参照偏向信号のそれぞれが、出力回路４７ａ〜４７ｄを介して第１〜第４偏向器２５ａ〜２５ｄに印加される。信号処理回路５０は、検出器３５及びステージ制御回路５２から受信する反射電子信号及び走査信号に基いて、参照図形アパーチャを透過して照射された電子ビームの参照照射位置を算出する。位置検出手段７２は、信号処理回路５０から、参照図形アパーチャを透過して照射された電子ビームの参照照射位置を検出する。
【００５０】
（ロ）ステップＳ１０１で、信号制御回路４５は、第２〜第４参照偏向信号のそれぞれを第２〜第４偏向器２５ｂ〜２５ｄに印加しながら、参照図形アパーチャと異なる調整図形アパーチャを電子ビームが透過するように第１偏向器２５ａに第１調整偏向信号を印加する。信号検出手段７４は、信号制御回路４５から第１調整偏向信号を検出する。
【００５１】
（ハ）ステップＳ１０２で、信号制御回路４５は、第１調整偏向信号、第３及び第４参照偏向信号のそれぞれを第１、第３及び第４偏向器２５ａ、２５ｃ、２５ｄに印加しながら、参照図形アパーチャを電子ビームが透過するように第２偏向器２５ｂに第２調整偏向信号を印加する。信号検出手段７４は、信号制御回路４５から第２調整偏向信号を検出する。
【００５２】
（ニ）ステップＳ１０３で、信号制御回路４５は、第１調整偏向信号、第２及び第４参照偏向信号のそれぞれを第１、第２及び第４偏向器２５ａ、２５ｂ、２５ｄに印加しながら、調整図形アパーチャを透過した電子ビームが参照照射位置に照射されるように第３偏向器２５ｃに第３調整偏向信号を印加する。信号検出手段７４は、信号制御回路４５から第３調整偏向信号を検出する。
【００５３】
（ホ）ステップＳ１０４で、信号制御回路４５は、第１調整偏向信号、第２及び第３参照偏向信号のそれぞれを第１〜第３偏向器２５ａ〜２５ｃに印加しながら、調整図形アパーチャを透過した電子ビームが参照照射位置に照射されるように第４偏向器２５ｄに第４調整偏向信号を印加する。信号検出手段７４は、信号制御回路４５から第４調整偏向信号を検出する。
【００５４】
（ヘ）ステップＳ１０５で、算出手段７６は、第１調整偏向信号に対する第１〜第４調整偏向信号の比率を算出して第１〜第４信号比を調整する。
【００５５】
（ト）ステップＳ１０６で、算出手段７６は、補正された第１〜第４信号比を信号制御回路４５に設定する。
【００５６】
（チ）ステップＳ１０７で、電子ビームの照射位置が調整された電子ビーム描画システムにより、半導体基板等の基板６０表面に塗布されたレジスト膜に複数の図形アパーチャ２７ａ〜２７ｎのパターンが転写される。転写されたパターンをマスクとして、基板６０を加工することにより半導体装置の製造が実施される。
【００５７】
その結果、図８に示すように、第１及び第２偏向器２５ａ、２５ｄにより第１及び第２図形アパーチャ２７ｃ、２７ｄのそれぞれを透過するように偏向された電子ビームＥＢａ、ＥＢｂを、第３及び第４偏向器２５ｃ、２５ｄによりビーム軸に振り戻して一定の照射位置に照射することができる。
【００５８】
実施の形態に係る調整方法では、電子ビーム照射装置９０の照射位置の調整が、複数の図形アパーチャ２７ａ〜２７ｎの中の任意の二つの図形アパーチャを用いて第１〜第４信号比を調整することにより実施される。複数の図形アパーチャ２７ａ〜２７ｎのそれぞれを透過した電子ビームは、補正された第１〜第４信号比により制御されて、選択された図形アパーチャのパターンを一定の照射位置に投影する。その結果、複数の図形アパーチャを用いて基板６０表面に転写されるパターンの描画接続精度を向上させることが可能となる。
【００５９】
また、第１〜第４の信号比の補正により、照射位置に加えてビーム軸も調整される。複数の図形アパーチャの全てについて、照射位置の測定及びビーム軸の調整を実施する必要はない。したがって、短時間で電子ビームの照射位置を調整することが可能となる。
【００６０】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明の実施の形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者にはさまざまな代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００６１】
本発明の実施の形態においては、荷電粒子ビーム描画システムとして、電子ビーム描画システムを用いて説明した。しかし、荷電粒子ビームは電子ビームに限定されない。例えば、荷電粒子ビームとして、イオンビーム等を用いてもよい。
【００６２】
このように、本発明はここでは記載していないさまざまな実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係わる発明特定事項によってのみ定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子ビーム描画システムの一例を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態の説明に用いる第２マスクの一例を示す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態の説明に用いる図形アパーチャの一例を示す概略図である。
【図４】本発明の実施の形態の説明に用いる図形アパーチャの他の例を示す概略図である。
【図５】本発明の実施の形態の説明に用いる図形アパーチャの他の例を示す概略図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る選択偏向部の制御の一例を示す概略図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る選択偏向部で調整前に偏向された電子ビームの一例を示す概略図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る選択偏向部で調整後に偏向された電子ビームの一例を示す概略図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る調整方法の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１０…電子銃
１２…電流制限アパーチャマスク
１４…コンデンサレンズ
１６…第１マスク
１７…成形アパーチャ
１８…ブランキング偏向部
２０…ブランキングアパーチャマスク
２２…投影レンズ
２４…選択偏向部
２５ａ…第１偏向器
２５ｂ…第２偏向器
２５ｃ…第３偏向器
２５ｄ…第４偏向器
２６…第２マスク
２７ａ、２７ｂ、２７ｎ…図形アパーチャ
２７ｃ…第１図形アパーチャ
２７ｄ…第２図形アパーチャ
２８…縮小レンズ
３０…対物偏向部
３２…対物レンズ
３４…結像レンズ系
３５…検出器
３６…マーク台
３８…ステージ
４０…ファラデーカップ
４２…レンズ制御回路
４４…ブランキング偏向回路
４５…信号制御回路
４６…図形選択偏向回路
４７ａ〜４７ｄ…出力回路
４８…ビーム偏向回路
５０…信号処理回路
５２…ステージ制御回路
５４…処理ユニット
５６…外部メモリ
６０…基板
７０…制御手段
７２…位置検出手段
７４…信号検出手段
７６…算出手段
８０…内部メモリ
９０…電子ビーム照射装置
９２…制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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